演讲主题：AMD处理器为网络安全保驾护航

演讲内容：AMD公司中国电信行业用户主管 王宇声

谢谢大家，作为一个芯片厂家，今天非常高兴能来参加这个通信网络安全论坛，所以我想先跟大家简单介绍一下AMD。在这之前我有两个问题会跟大家提醒，因为今天大家都在谈网络以及信息的安全，那就说明这个安全问题大家把它提的高度非常地高，因此在这方面的投入也非常大，但是反过头来我们再回过头来再想一下，为了解决这个安全问题，大家相应地不管是经济上面还是在网络建设上面，都投入了大量的资源。因此我在这边就提到有两个问题。一个就是说在目前的情况下，网络信息安全问题已经提到到前所未有的地步，但是第二个由于安全问题的存在，对我们后台的性能以及可靠性方面也提出了一些更高的要求，所以在这个情况底下我们来看看，作为一个芯片商业厂家，在这方面我们做了哪些工作。

在这之前我介绍一下AMD公司，AMD是全球领先的一个半导体解决方案供应商，实际上它是在1969年就成立了。第二个是作为AMD中国来说，AMD中国实际上最早在1993年就进入了中国，到2004年真正成立了大中国区，目前在中国员工大概有800多人，其中包括了我们在苏州的一个工厂，在上海的一个海外最大的研发中心，专门负责我们研发新一代的CPU。同时还包括一个我们在北京的一个工程实验室，这个工程实验室主要是帮助我们的合作伙伴对一些应用来进行调优，等等。

目前我们中国的客户，在行业用户这边我们覆盖的范围非常地广，除了电信行业之外，包括金融、能源、气象等等这方面我们都有大量的应用，而我们的合作伙伴从计算机产家这边看，是HP、IBM、戴尔、SUN，包括国内的联想、方正、同方等等，这都是我们的大的合作伙伴。

AMD对中国市场是非常重视，在2005年，AMD的全球董事会是在中国北京召开的，这在全球跨国公司来说是第一个，同时在召开之际把X86的核心技术，向中国政府作了转让，北大当时作为中国政府一个获赠方的一个机构代表，接受了这方面的技术转让。而且基于AMD转让的核心技术的产品，我看到报道，也已经正式供应市场。

那在这个上面我们可以看到，目前AMD整个的市场是怎么走的，从1997年以前，AMD是作为一个追随者，从1997年到2002年我们可以说一直在市场上跟我们的竞争对手在进行竞争，作为一个挑战者来跟竞争对手竞争。从2003年之后呢，AMD在技术层面、包括在市场上都获得了一个长足的进步，由于技术的领先，从而使得AMD的市场份额有了大幅度的提高。这张图就更进一步说明了AMD从整个技术层面是如何往前推进的。

下面这个案例就进一步说明了，由于AMD技术的提升，对我们的合作伙伴带来的好处，包括我们的最终用户，这是我们的微处理在微软公司的应用，这个是一个非常经典的案例。在这之前微软公司所使用的平台在进行财务分析、风险控制的时候，为了拿到一个最新的报告出来，差不多要运行40个小时。当时采用AMD最新技术之后，它只用了13个小时就可以出一张报告。另外，微软当时的应用都是基于32位的，用了AMD整个系统之后，由于AMD现在是64位向32位兼容，整个64位体系，所以他原来的整个应用不需要进行重新编译。就是平滑升级到现有的整个应用，这样使得它的内存量就大大增加了。

那为什么微软公司会选用AMD最后来更新他的系统，我们来看看，第一首先从技术上面，由于我们技术领先，我们强调了一个叫直联架构，这个直联架构可以使得内存跟处理器直接相连，大大降低IO和系统之间的延时，从而使得整个原来传统的这个体系架构所带来的前端总线所带来的一个瓶颈，这个我后面会介绍一下这个直联结构到底是怎么样子。

第二个我们就是说每瓦性能上面我们有了非常大的提高，由于我们的低功耗，提高了每瓦的性能。第二就是说我们的64位的计算，因为最早大家可能看到，原来传统的应用全是32位的，由于AMD率先提出来这个64位的运算，而且是AMD的整个CPU是同时可以支持64位和32位相互兼容的，对用户的整个迁移上面成本是大大降低的。

这个就是我们的核心就是多核系统，双核也好包括现在的四核也好，它们是可以平滑升级的，也就是说我现有的双核系统，整个把CPU换成四核，它的功耗是一样的，它的管脚定义是一样的，这样使得整个用户的使用上面、整个投资上面得到了极大的保护。而性能上面还是有了大幅度的提高。

正是因为AMD有这样的优势，在全球的500强企业当中有相当多的企业在使用AMD的技术。同时AMD全球市场份额也已经占到了有史以来最高，在2006年底的时候，我们差不多占到了整个CPU市场的26%，这是历史上所没有过的。到2006年底，AMD在整个半导体市场上，AMD整个市场份额从第15位上升到了第8位。

为什么我们的用户这么认可AMD？我们来看看它的技术上有什么样的优势。这张表可以看到，整个内核的设计是完全统一的，不管是一路的、两路的、四路的，大家可以看到我们的型号分别为1000、2000、8000，这个1000是针对一路服务器、2000针对两路服务器，8000我们是针对四路及四路以上服务器的。那么在这个核心里面我们可以看到，它集成了内存控制器，也采用了直联架构和超传输的总线结构，核与核之间以及核与内存之间，采用了直连架构。原来传统的架构是前端总线架构，它的内存控制器是放在核外面的，两个核之间进行通讯的时候，必须经过前端总线，通过南桥芯片来进行通讯，我们可以把它理解成为一种半双工，就是内核一跟内核二进行通讯的时候它是一个半双工，收发不能同时进行。而AMD采用直联架构，我们可以简单地说就相当于我们通讯网络中的网状网结构，就是内核一可以跟内核二进行全双工通信，由于内存控制器集成在这个核心里面，它跟内存控制器之间也是可以直接通信的，后面会有一个图我们可以看到。在这个图里面看的特别明显，就是说在这个内核体系里面，传统的因为有一个内存控制器是放在内核外面的，因此核与核之间进行通信的时候，它必须要通过这个外接的，我们叫南桥芯片来进行沟通，那是一个瓶颈。AMD的体系架构采用的是直联架构，，相互之间是直联的，因此我们可以把它联想成是一个网状网的结构，那相互之间直接可以进行通讯，因为内存控制器集成在这个芯片里面。所以这跟传统的体系架构是完全不一样，但是它同时又符合整个工业标准。由于采用了这样的一种架构之后，使得它的延时更低、带宽更宽、性能也大幅度提高，而且功耗也大大降低了。

所以说一个内核的设计涵盖了多个应用，它的管角定义是一致的，比如说两路的服务器，它的CPU，无论是双核还是四核，他们的功率是完全一样的，那么作为计算机厂家，我们的合作伙伴来说，他的生产线基本上不用动，主板可以采用同一块主板，只不过对BOIS进行升级就可以，这是我们的一个特点。从这里面可以更明显地看到，从这个平台策略上，第一代平台我们从单核到双核的平滑过渡，第二代双核到四核，以及我们第三代的整个推出。现在的四核是我们在九月份刚刚宣布的“巴塞罗那”。然后我们是研发代号为“上海”的产品，这个采用45纳米工艺的产品是在上海研发的，这是我们上海研发中心研发的，所以叫“上海”这个代号。所以整个这个平台是一致的，这样使得作为用户来说，他的这个投资就得到了极大保护。

刚才讲的在我们CPU里面除了平台一致性，使得用户的投资得到保护之外，另外我们在安全方面，也采用了一些新的技术。第一个首先我们采用了叫硬件增强病毒防护技术，这个大家可能都非常清楚，可以保护电脑避免内存溢出性病毒的攻击，我们在64位系统里面也可以支持这个功能。如果是跟Windows XP合作，我们仅仅就是安装这个SP2这样的一个配置就可以来达到这样的一个功能。

那另外一个技术是在虚拟化里面。在这个虚拟化里面我们采用一种叫设备排除矢量的技术，这个技术只有在CPU内部集成了内存控制器之后才可以实现。也就是说在一台机器里面，虚拟化比如说五台机器，然后在这个内存页面，我可以通过这种技术，防止不被授权的访问，这样从而达到了数据保护以及内存页面相互之间的安全性，而不会造成了，假如说某一个虚拟机被攻击了，而不会由于这个虚拟机的被攻击，而影响到第二台或者第三台虚拟机的应用。

我们现在已经公布的四核产品，在我们实际上是提供了很多的技术创新包括虚拟化，包括功耗的管理，包括指令级跟数据传输带宽的升级，包括缓存，包括内存的这个控制管理方面，我们都提出了非常创新的技术来做。我们后面可以看看。

我们在这里面有宽浮点的加速器，这是为了提高它的性能，双动态的电源管理，智能缓存还有内存优化，这是使得我们整个CPU的性能会有大幅度的提高。

这个就是我们就刚才讲到的指令级跟数据传输带宽的技术创新，就是说我们在传统的使用当中，它的指令的传输跟数据的传输当中，带宽是不一样的，，而AMD是由于采用了这种直连架构之后，使得指令的获取带宽跟数据的缓存带宽是一致的，从而是一个直直的通道，在这里面大家可以看到非常明显的一个数据的应用。而这个特点会带来什么呢？会使得它的浮点运算性能的大幅度提高。

第二个就是说我们对集成内存控制器的提升，大家知道这边可以看到，我们有核心预储区、预读，这样使得整个优化分业，使得整个CPU提高带宽，从而提高整体性能。

这个装置的最主要的目的，主要就是为了提高整个CPU的通讯带宽，就是说内核之间、内核与内存控制器之间的带宽，降低延时，提高性能。

内存优化，采用两个独立的64位内存，提高内存的访问带宽，原来就是共享两个64位内存来做，而我们现在是分别由两个来独立的内存，原来一条内存是128位的，当我读取一个64位的时候，另外一个64位实际上是浪费掉的，而在AMD采用了独立内存之后，就使得我读取一个数据时，另外一个数据也同时来进行读取，这样使得整个的效率提高，整个的带宽充分地利用而不会浪费，在这里面可以看到，如果我A跟F之间进行乘法计算的时候，原来要抓取两次数据，而现在我们一次就可以把A跟F整个抓出来，然后进行相乘，这样使得这个带宽充分利用，使得效率也可以更高。

再一个就是刚才我们讲的虚拟化，由于我们采用了直连架构以后，这个虚拟化的性能会大幅度提高，我们在虚拟化里面还运用了，包括快速的虚拟化的索引，从而提高整个虚拟化的性能，能够使得一个系统托管更多的虚拟机，这其中安全性方面，我们提出了DEV的技术也就是设备排除矢量技术，就是刚才我前面所谈到的，保证每个虚拟机之间，不被授权的这个页被非法地访问。

另外在软件上面基本上不需要在客户端做大量的修改，整个都可以支持整个这个虚拟化的运用，包括VMWare等等这一块我们都有大量的支持。

在四核处理器里面，我们在功耗上面有一些非常大的创新。首先我们四核的CPU跟双核的CPU用的功耗是一样的，从而保证它在双核到四核平滑地升级，管脚定义都是一致的。

第二个我们对每个核可以进行独立的、动态的电源管理，就是说我每个四核里面，我可以分别根据每个核心的使用率主动降低它的工作频率，从而降低它的功耗。以前传统的这个技术当中，每个核心要不然大家都同时把这个工作频率提高，如果说使用率比较低的话，我同事把工作频率降低，这样整个对功劳的使用上面，并没有达到大幅度的降低，而目前我们采用这个技术之后呢，我们可以在分别对四个核来进行管理、进行控制，然后来进行动态的管理。

今天因为时间关系我就非常简单地跟大家介绍一下，AMD目前在CPU这方面的特点，以及我们在安全方面所做的两大创新，有机会的话希望跟大家进行详细的沟通，谢谢大家。